Os ácidos nucleicos desempenham um papel importante na garantia da atividade vital das células dos organismos vivos. Um importante representante desse grupo de compostos orgânicos é o DNA, que carrega toda a informação genética e é responsável pela manifestação das características necessárias.
O que é replicação?
No processo de divisão celular, é necessário aumentar a quantidade de ácidos nucléicos no núcleo para que não haja perda de informação genética no processo. Na biologia, a replicação é a duplicação do DNA através da síntese de novas fitas.
O principal objetivo deste processo é transferir a informação genética para as células filhas in alteradas sem nenhuma mutação.
Enzimas e proteínas de replicação
A duplicação da molécula de DNA pode ser comparada a qualquer processo metabólico na célula, que requer as proteínas apropriadas. Como a replicação é um componente importante da divisão celular na biologia, muitos peptídeos auxiliares estão envolvidos aqui.
DNA polimerase é a enzima de reduplicação mais importante que é responsávelpara a síntese da cadeia filha do ácido desoxirribonucleico. No citoplasma da célula, no processo de replicação, é obrigatória a presença de trifosfatos nucléicos, que trazem todas as bases nucléicas
Essas bases são monômeros de ácidos nucléicos, então toda a cadeia da molécula é construída a partir delas. A DNA polimerase é responsável pelo processo de montagem na ordem correta, caso contrário, todos os tipos de mutações são inevitáveis.
- Primase é uma proteína responsável pela formação de um primer na cadeia molde de DNA. Este primer também é chamado de primer, tem a estrutura do RNA. Para a enzima DNA polimerase, a presença de monômeros iniciais é importante, a partir dos quais é possível a síntese de toda a cadeia polinucleotídica. Esta função é realizada pelo primer e sua enzima correspondente.
- Helicase (helicase) forma uma forquilha de replicação, que é uma divergência de cadeias de matrizes pela quebra de ligações de hidrogênio. Isso torna mais fácil para as polimerases se aproximarem da molécula e iniciarem a síntese.
- Topoisomerase. Se você imaginar uma molécula de DNA como uma corda torcida, à medida que a polimerase se move ao longo da cadeia, uma voltagem positiva será formada devido à forte torção. Esse problema é resolvido pela topoisomerase, uma enzima que quebra a cadeia por um curto período de tempo e desdobra toda a molécula. Depois disso, a área danificada é costurada novamente e o DNA não é estressado.
- As proteínas Ssb se ligam como aglomerados às fitas de DNA na forquilha de replicação para evitar a re-formação das ligações de hidrogênio antes do final do processo de reduplicação.
- Ligas. Função enzimáticaconsiste em costurar fragmentos de Okazaki na fita atrasada da molécula de DNA. Isso acontece cortando primers e inserindo monômeros de ácido desoxirribonucleico nativos em seu lugar.
Em biologia, a replicação é um processo complexo de várias etapas que é extremamente importante na divisão celular. Portanto, o uso de diversas proteínas e enzimas é necessário para uma síntese eficiente e correta.
Mecanismo de reduplicação
Existem 3 teorias que explicam o processo de duplicação do DNA:
- Conservador afirma que uma molécula filha do ácido nucleico tem uma natureza de matriz, e a segunda é completamente sintetizada do zero.
- Semi-conservador proposto por Watson e Crick e confirmado em 1957 em experimentos com E. Coli. Essa teoria diz que ambas as moléculas filhas de DNA têm uma fita antiga e uma recém-sintetizada.
- O mecanismo de dispersão é baseado na teoria de que as moléculas filhas têm seções alternadas ao longo de todo o seu comprimento, consistindo de monômeros antigos e novos.
Agora modelo semiconservador cientificamente comprovado. O que é replicação em nível molecular? No início, a helicase quebra as ligações de hidrogênio da molécula de DNA, abrindo assim ambas as cadeias para a enzima polimerase. Este último, após a formação das sementes, inicia a síntese de novas cadeias na direção 5'-3'.
A propriedade de antiparalelismo do DNA é a principal razão para a formação das fitas líder e atrasada. Na fita líder, a DNA polimerase se move continuamente, enquanto na fita atrasadaele forma fragmentos de Okazaki, que serão unidos pela ligase no futuro.
Recursos de replicação
Quantas moléculas de DNA ficam no núcleo após a replicação? O processo em si implica uma duplicação do conjunto genético da célula, portanto, durante o período sintético da mitose, o conjunto diplóide tem o dobro de moléculas de DNA. Essa entrada geralmente é marcada como 2n 4c.
Além do significado biológico de replicação, os cientistas encontraram aplicação do processo em vários campos da medicina e da ciência. Se na biologia a replicação é a duplicação do DNA, no laboratório, a reprodução das moléculas de ácido nucleico é usada para criar vários milhares de cópias.
Este método é chamado de reação em cadeia da polimerase (PCR). O mecanismo desse processo é semelhante à replicação in vivo, portanto, enzimas e sistemas tampão semelhantes são usados para seu curso.
Conclusões
A replicação é de grande importância biológica para os organismos vivos. A transferência da informação genética durante a divisão celular não é completa sem a duplicação das moléculas de DNA, então o trabalho coordenado das enzimas é importante em todas as etapas.
